航空电池热管理：安全与性能的双重提升

引言

在eVTOL（电动垂直起降飞行器）与工业无人机领域，锂电池是推动飞行技术进步的关键动力来源。然而，电池在高倍率放电、复杂环境变化下容易产生热失控等风险，因此热管理系统已成为保障飞行器安全、性能与寿命的核心环节。

为什么电池热管理至关重要？

·         安全保障
热管理系统可有效控制局部过热，降低热失控风险，是无人机和eVTOL通过适航认证的重要条件。

·         性能优化
保持在20–40℃的理想工作温度范围，可延长电池寿命、提高能效与飞行续航。

·         系统可靠性
配合BMS进行温度与电流实时监控，实现智能保护与故障预警。

航空热管理面临的挑战

1.    高倍率放电下的热负荷 
起降阶段的快速放电可能引发瞬时高温，需高效散热设计以避免故障。

2.    轻量化需求
液冷系统虽性能优越，但增加重量；风冷系统轻便却在静止时效率下降。

3.    环境适应能力 
无人机常需在-10℃到50℃温差、大气压差变化大的环境下作业。

创新解决方案：结构优化与智能控制

1.    复合散热技术 

o    飞行中采用自然对流风冷，降低重量与能耗

o    地面充电时引入液冷模块，提升降温效率

o    模组间填充相变材料，吸收瞬时热量，减缓热波传播

2.    气流导向与微通道结构

o    采用Z型风道与微通道结合，使气流分布更均匀

o    动态扰流板设计提升散热能力，特别适用于悬停场景

3.    智能BMS集成

o    通过算法实时评估SOC、SOH及散热需求

o    支持冗余控制系统，提升飞行安全级别

商业化应用案例

·         某eVTOL制造商采用复合散热系统
在高倍率放电测试中，峰值温度有效控制在理想范围内，提升了循环寿命与续航性能。

·         无人机平台采用微通道风冷
在长航时任务中展现出优越的散热效率和结构可靠性。

未来趋势：材料与算法的融合

·         新型导热材料
包括石墨烯复合物、液态金属界面材料，具备更高热导率与更低质量密度。

·         基于AI的热风险预测系统
利用数据建模和机器学习，预测潜在热故障，提高系统自适应能力。

结语

航空电池热管理技术正处于快速迭代阶段。从单一冷却技术走向多模式融合，从传统被动控温迈向AI智能预测，正为电动飞行器行业打开新的想象空间。

关于我们

Mindway专注于高性能无人机与eVTOL电源系统，拥有成熟的液冷、电池管理及热仿真技术平台，致力于推动电动航空的安全性与效率。

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